662. Maximum Width of Binary Tree

本文介绍了一种求解二叉树最大宽度的算法实现,通过层次遍历的方法记录每个节点的位置编号,最终找到最宽层次的宽度。

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题目链接:https://leetcode.com/problems/maximum-width-of-binary-tree/description/
求树的宽度,就是求树的每个层次的宽度,并返回层次最宽的那个宽度。例如树[1,3,2,5,3,null,9] 树的宽度为4。下面的代码本质上是树的层次遍历,levels存储树的层次遍历的结果,遍历完后levels为[ [1],[2,3],[4,5,7] ],levels中存储的是节点的编号(从上到下,从左到右依次编号),不是节点的值。
代码如下(本质上是树的层次遍历):

# Definition for a binary tree node.
# class TreeNode(object):
#     def __init__(self, x):
#         self.val = x
#         self.left = None
#         self.right = None

class Solution(object):
    def widthOfBinaryTree(self, root):
        """
        :type root: TreeNode
        :rtype: int
        """
        if root==None:
            return 0
        nums=[]#存储节点编号
        queues=[]#存储节点
        levels=[]#存储层次遍历结果
        heights=[]#存储节点的深度,由于在TreeNode中并没有存储树的深度,所以需要自己取存储
        queues.append(root)
        nums.append(1)
        heights.append(1)
        while len(queues)!=0:
            present=queues.pop(0)#访问当前节点
            num=nums.pop(0)#当前节点的编号
            height=heights.pop(0)#当前节点的深度
            if len(levels)<=height-1:#如果首次访问树的某一深度
                levels.append([])
            levels[height-1].append(num)
            if present.left!=None:
                queues.append(present.left)#加入队列中
                nums.append(num*2)#左子树的节点编号为num*2
                heights.append(height+1)#左子树的节点深度当前节点深度加1
            if present.right!=None:
                queues.append(present.right)#加入队列中
                nums.append(num*2+1)#右子树的节点编号为num*2+1
                heights.append(height+1)#
        maxWidth=0
        for level in levels:#寻找最宽的宽度
            diff=level[-1]-level[0]+1
            if diff>maxWidth:
                maxWidth=diff
        return maxWidth 
在C语言中,求解二叉树的最大宽度(即任意两个最远节点之间的水平距离)可以采用广度优先搜索(BFS)的方式。以下是简洁版的C语言代码,包括注释: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> // 包含malloc库用于动态内存分配 // 定义二叉树结点结构体 typedef struct TreeNode { int val; // 节点值 struct TreeNode *left; // 左孩子指针 struct TreeNode *right; // 右孩子指针 } TreeNode; // 计算以root为中心的二叉树最大宽度的辅助函数 int widthHelper(TreeNode* root, int level, int maxWidth) { if (root == NULL) return 0; // 如果当前层级等于已知的最大宽度,更新最大宽度 if (level > maxWidth) maxWidth = level; // 分别计算左、右子树的最大宽度,并加上当前节点所在的层级 int leftWidth = widthHelper(root->left, level + 1, maxWidth); int rightWidth = widthHelper(root->right, level + 1, maxWidth); // 返回左右子树的最大宽度中的较大者 return max(leftWidth, rightWidth); } // 主函数计算并返回整个二叉树的最大宽度 int diameterOfBinaryTree(TreeNode* root) { if (root == NULL) return 0; // 初始化最大宽度为根节点的层级 int maxWidth = 1; return widthHelper(root, 1, maxWidth); // 从第一层开始计算 } int main() { // 创建示例二叉树,这里仅作演示,实际应用需替换 TreeNode* root = createExampleTree(); // 自行实现创建二叉树的函数 int treeDiameter = diameterOfBinaryTree(root); printf("The maximum width of the binary tree is: %d\n", treeDiameter); free(root); // 释放内存 return 0; } ``` 在这个代码中,`widthHelper` 函数递归地遍历每一层,同时记录下每层的宽度。`diameterOfBinaryTree` 函数则是主入口,负责初始化最大宽度并最终返回结果。
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